整車控制器（VCU）的案例
國內外電動汽車整車控制器(VCU)性能指標及設計思路
眾泰2008EV的整車控制器 （VCU） 原理圖如下圖所示。
它連接加速踏板、控制電機控制器、電池管理系統、直流電壓變換器DC／DC、電動助力轉向系統EPS、真空助力系統、空調系統、組合儀表。整車控制器能夠統計整車所有電器設備的功耗，對比動力電池能夠提供的電量，根據功率模型計算結果，輸出控制器指令信號至電機控制器，電機控制器調整牽引電機的轉矩值。
當整車控制器接收到加速踏板輸入的功率需求信息后，根據整車所有電器設備的功率分配情況和電池管理系統輸入的供電電池的電壓、電流等信息進行綜合分析，合理地調整牽引電機的扭矩輸出，保證其具有足夠的牽引力。
三、國內某公司整車控制器詳細介紹
1、描述：
整車控制器是純電動汽車的核心控制器件，主要功能為采集車輛信息、駕駛員意圖，控制車輛運行，診斷車輛故障等。
整車部件拓撲：
主要功能：VCU完成對車輛各個模塊的監控和通訊，是整車的“大腦”。
展開 整車控制器（VCU/HCU）開發咨詢服務
整車控制器是整個新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU 等的工作，實現整車驅動控制、能量回收控制、附件控制和故障診斷等功能。
開發工具RCP介紹
RCP硬件開發平臺
產品級硬件平臺共有3 個平臺可以選擇，如下所示：
工程服務內容
基于經緯恒潤現有成熟硬件平臺開發新能源汽車（Demo 車、公告車、資質車、量產車等）VCU/HCU，具體內容包括：
VCU/HCU需求分析和方案設計
VCU/HCU軟件開發
VCU/HCU實車功能調試
VCU/HCU臺架與實車標定
相關試驗和數據分析
可服務的新能源汽車類型包括：
單電機純電動
雙電機純電動
四輪純電動
BSG系統
ISG系統
PHEV
增程式HEV
燃料電池VCU
服務優勢
根據客戶需求定制服務
豐富方案供客戶選擇
V流程開發模式，縮短開發周期
交鑰匙工程，打包服務
展開 整車控制器（VCU/HCU）開發咨詢服務
整車控制器是整個新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU 等的工作，實現整車驅動控制、能量回收控制、附件控制和故障診斷等功能。
新能源汽車整車控制器（VCU\HCU）
整車控制器是新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU 等的工作，實現整車的上下電、驅動控制、能量回收、附件控制和故障診斷等功能。
? 基于 AUTOSAR的軟件架構，產品功能滿足PHEV/EV VCU及HCU開發，合作模式靈活
? 提供涵蓋從功能規范定義、模型開發、MIL/HIL測試、實車標定，到批量生產整個生命周期的解決方案
? 具有豐富的算法模型庫，應用軟件平臺化開發
? VCU平臺迭代開發，覆蓋乘用車與商用車，配套車型三十余個
? 產品功能（可根據客戶需求進行功能定制）:
? 車輛模式判斷
? 整車驅動（扭矩管理）
? 能量回收控制
? 定速巡航
? 車輛防溜坡控制
? 車輛蠕行控制
? 整車能量分配
? 高壓上下電控制
? 高壓安全監控
? 整車熱管理
? 整車故障診斷及應對
? 整車狀態監控與顯示
? 充電監控
? 附件控制
? 車輛防盜
? 續航里程計算
? 程序在線升級和在線標定
? 其他整車自定義功能
主要參數
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 
整車控制單元（VCU）
整車控制器是新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU等的工作，實現整車的上下電、驅動控制、能量回收、附件控制和故障診斷等功能。
功能特點
- 基于AUTOSAR的軟件架構，產品功能滿足PHEV/EV VCU及HCU開發，合作模式靈活
- 提供涵蓋從功能規范定義、模型開發、MIL/HIL測試、實車標定，到批量生產整個生命周期的解決方案
- 具有豐富的算法模型庫，應用軟件平臺化開發
- VCU平臺迭代開發，覆蓋乘用車與商用車，配套車型三十余個
- 產品功能（可根據客戶需求進行功能定制）
車輛模式判斷
整車驅動（扭矩管理）
能量回收控制
定速巡航
車輛防溜坡控制
車輛蠕行控制
整車能量分配
高壓上下電控制
高壓安全監控
整車熱管理
整車故障診斷及應對
整車狀態監控與顯示
充電監控
附件控制
車輛防盜
續航里程計算
程序在線升級和在線標定
其他整車自定義功能
產品族譜
展開 整車控制單元（VCU）
整車控制器是新能源汽車的核心控制部件，主要功能是解析駕駛員需求，監控汽車行駛狀態，協調控制單元如BMS、MCU、EMS、TCU等的工作，實現整車的上下電、驅動控制、能量回收、附件控制和故障診斷等功能。
功能特點
? 基于AUTOSAR的軟件架構，產品功能滿足PHEV/EV VCU及HCU開發，合作模式靈活
? 提供涵蓋從功能規范定義、模型開發、MIL/HIL測試、實車標定，到批量生產整個生命周期的解決方案
? 具有豐富的算法模型庫，應用軟件平臺化開發
? VCU平臺迭代開發，覆蓋乘用車與商用車，配套車型三十余個
? 產品功能（可根據客戶需求進行功能定制）
? 車輛模式判斷
? 整車驅動（扭矩管理）
? 能量回收控制
? 定速巡航
? 車輛防溜坡控制
? 車輛蠕行控制
? 整車能量分配
? 高壓上下電控制
? 高壓安全監控
? 整車熱管理
? 整車故障診斷及應對
? 整車狀態監控與顯示
? 充電監控
? 附件控制
? 車輛防盜
? 續航里程計算
? 程序在線升級和在線標定
? 其他整車自定義功能
產品族譜
展開 深度分析整車控制域現狀與發展
同時EV采用了“電機(Motor)”取代內燃機引擎（Engine）來驅動車輛，因此“電機控制器（Inverter）”代替了“發動機控制器（Engine Control Unit，ECU）”。
對于ICEV車輛來說，從駕駛意圖的獲取到能源供給，再到能量的轉化，幾乎都是由發動機控制器ECU來完成的。而對于EV來說，類似的功能則由“整車控制單元VCU（Vehicle Control Unit，也稱為電控單元）”來完成。VCU可以被視作電車的動力總成系統的主控單元，負責根據駕駛員意圖、車輛運行狀態以及整車控制策略，經過計算分析然后給各部件發出相應的控制命令，以實現電車的高性能安全行駛。因此也有人把VCU比喻成EV的“小腦”。
電機、電池和電控（也就是俗稱的“三電”系統）構成了電動汽車的整車控制系統。狹義上的電控就是指整車控制器VCU，但是廣義上的電控系統往往指由電機、電池和VCU組成的整車控制系統。
1 整車控制系統
整車控制系統按照執行任務的層級可以分為“決策層”、“協調層”和“執行層”等，這三個層級構成了一個閉環控制系統。決策層由駕駛員構成；整車控制器VCU作為協調層根據車輛實時狀態和決策層的指令對駕駛員的操作目的做出合理判斷；整車控制器VCU將控制指令發送給執行層，由執行層執行相應控制命令。
下圖4-1是一個純電動汽車的典型整車控制系統的結構圖。
如上圖所示，整車控制系統以電控VCU為核心，通過CAN總線指揮儲能系統、電機系統等關鍵的總成部件執行相應的上下電動作以及扭矩指令，最終完成整車的行駛運行。
整個控制系統也分為低壓部分和高壓部分，并由HV-LV DC/DC變換器完成高壓到低壓的轉換。低壓部分完成車輛控制器供電和信號采集通訊任務；高壓部分通過高壓線束將動力電池的電能傳輸到空調系統、電機等高壓供電設備，實現動力電能的傳輸。
展開 剖析瑞虎3xe電動汽車高壓線束系統環路故障
2．低壓回路故障
（1）拔開高壓配電盒低壓插件，用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端1孔（見圖2線束端低壓插件）與動力電池管理系統（BMS）轉接低壓插件整車線束端4孔（圖3、圖4）是否導通。
（2）然后再用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端2孔與主駕座椅下方的整車控制器（VCU）插件的38孔（圖5）是否導通。
上述檢測，如果導通則說明低壓回路正常，如果不導通則需檢測低壓相關回路。
二、附件環路互鎖故障
1．配電盒內部故障
拔開高壓配電盒低壓插件，用萬用表測量配電盒端低壓插件7孔與8孔是否導通（圖2），導通則說明配電盒內放電環路互鎖回路為正常。如果不導通，則說明配電盒內部回路異常。
2．低壓回路故障
（1）拔開高壓配電盒低壓插件，用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端7孔與主駕座椅下方的VCU插件的50孔（圖5）是否導通。
（2）再用萬用表測量配電盒低壓插件整車線束端8孔與VCU插件的45孔（圖5）是否導通。
上述檢測，如果導通則說明低壓回路正常，不導通則需檢測低壓相關回路。
三、充電環路（CC）故障
1．拔開充電機低壓插件（圖6），用萬用表測量充電機低壓插件整車線束端A孔（圖7）與交流充電口CC孔（圖8）是否導通，導通則說明充電環路（CC）回路為正常。如果不導通，則需檢測動力電池相關回路。
2．拔開BMS插件（圖9），用萬用表測量動力電池端BMS插件A孔和N孔是否導通（圖10），導通則說明動力電池內低壓回路正常，不導通則需檢測動力電池內低壓相關回路。
3．如果檢測完上述“1”步驟后，結果不導通，但同時“2”步驟結果是導通的，那么則需檢測整車低壓回路。
展開 新型整車控制器關鍵技術分析
【摘要】從汽車電動化、智能化、網聯化、共享化的角度闡述了新型整車控制器關鍵技術需求，包括高計算性能、高通訊帶寬、高功能安全性、軟件持續更新。針對上述需求總結了以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA關鍵技術行業現狀，對未來發展趨勢進行了展望。
1.前言
電動化、智能化、網聯化和共享化是汽車產業公認的未來發展方向。作為電動汽車核心零部件，整車控制器必須能夠支撐汽車“四化”。其必須滿足高計算性能、高通信帶寬、高功能安全性、軟件持續更新等需求。目前整車電子電氣架構及整車控制器所搭載技術普遍無法滿足以上需求。為覆蓋上述需求，未來汽車產品將逐漸采用集中式電子電氣架構，同時整車控制器必須包含以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA等關鍵技術。
本文將首先介紹整車控制器與分布式和集中式2種電子電氣架構的關系，然后分別介紹了新型整車控制器的關鍵技術，對技術內容進行了分析，提出了未來發展趨勢并進行了展望。
2.整車控制器與電子電氣架構
1 整車控制器與分布式電子電氣架構
在以往的芯片能力前提下，受到計算能力及通信能力的限制，整車控制器無法集成所有的車輛控制軟件，即使是新能源部件控制相關的軟件也無法全部集成。這決定了整車控制器只能作為分布式電子電氣架構中的一員，但是這種關系限制了功能變更及擴展。
在分布式電子電氣架構中，一項整車層級的功能由多個控制器配合完成。某項功能的實現可能需要幾個或十幾個控制器相互配合，并且這些控制器可能分布在整車不同的網絡中(圖1)。整個交互過程與時間配合異常復雜。整車普遍有100余個控制器，幾百項整車級功能，功能與控制器本身的物理連接交織成一個巨大而復雜的網，非常不利于模塊化設計與擴展。在這種情況下，增加一個新功能，需要在上述的復雜功能網絡上考慮各部分相關性，并對大量的控制器軟件進行修改及測試。
展開 新能源汽車電機驅動系統：核心功能、工作原理與新興拓撲技術解析
</span></p><p><strong style="background-color: rgb(253, 198, 32);">（二）電機控制器：能量轉換與傳輸的核心</strong></p><p>電機控制器是電機驅動系統的大腦，負責控制動力電池組與電機之間的能量傳輸。它由逆變器（DC/AC）和直流轉換器（DC/DC）組成。</p><p>逆變器將直流電轉換為交流電，驅動電機運行；直流轉換器則實現高壓直流電向低壓直流電的能量傳遞，為車輛的低壓系統供電。</p><p>電機控制器的功能不僅限于能量轉換，還包括精確控制電機的運行狀態。它通過CAN通訊接收整車控制器（VCU）的指令，采集電機位置信號和三相電流檢測信號，從而精確控制電機的轉速和扭矩。</p><p>此外，電機控制器還具備能量回收功能。在車輛減速或制動時，電機控制器將車輪的動能轉化為電能，通過逆變器將交流電轉換為直流電，為動力電池充電，實現能量的高效回收<span style="color: rgb(51, 51, 51);">。</span></p><p><strong style="background-color: rgb(253, 198, 32);">（三）電機驅動系統的工作特性</strong></p><p>電機驅動系統的工作特性由整車控制器（VCU）根據駕駛意圖和車輛狀態進行綜合控制。VCU根據加速踏板位置、制動踏板狀態、檔位信號以及各系統的扭矩限制信號，計算出電機扭矩命令請求信號，并通過CAN通訊發送給電機控制器（MCU），MCU根據這些指令精確控制電機的運行。</p><p>在行車狀態下，VCU通過目標扭矩控制MCU驅動車輛。當VCU同時檢測到加速踏板和制動踏板信號時，制動功能優先，VCU僅響應制動請求。
展開 新型整車控制器關鍵技術分析
1前言
目前整車電子電氣架構及整車控制器所搭載技術普遍無法滿足以上需求。為覆蓋上述需求，未來汽車產品將逐漸采用集中式電子電氣架構，同時整車控制器必須包含以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA等關鍵技術。
本文將首先介紹整車控制器與分布式和集中式2種電子電氣架構的關系，然后分別介紹了新型整車控制器的關鍵技術，對技術內容進行了分析，提出了未來發展趨勢并進行了展望。
2整車控制器與電子電氣架構
2.1整車控制器與分布式電子電氣架構
在以往的芯片能力前提下，受到計算能力及通信能力的限制，整車控制器無法集成所有的車輛控制軟件，即使是新能源部件控制相關的軟件也無法全部集成。這決定了整車控制器只能作為分布式電子電氣架構中的一員，但是這種關系限制了功能變更及擴展。
在分布式電子電氣架構中，一項整車層級的功能由多個控制器配合完成。某項功能的實現可能需要幾個或十幾個控制器相互配合，并且這些控制器可能分布在整車不同的網絡中(圖1)。整個交互過程與時間配合異常復雜。
整車普遍有100余個控制器，幾百項整車級功能，功能與控制器本身的物理連接交織成一個巨大而復雜的網，非常不利于模塊化設計與擴展。在這種情況下，增加一個新功能，需要在上述的復雜功能網絡上考慮各部分相關性，并對大量的控制器軟件進行修改及測試。
2.2整車控制器與集中式電子電氣架構
隨著芯片及車載以太網的發展，整車控制器已經具備集成大部分車輛控制軟件的能力。
展開 
新型整車控制器的關鍵技術分析
作為電動汽車核心零部件，整車控制器必須能夠支撐汽車“四化”。其必須滿足高計算性能、高通信帶寬、高功能安全性、軟件持續更新等需求。目前整車電子電氣架構及整車控制器所搭載技術普遍無法滿足以上需求。為覆蓋上述需求，未來汽車產品將逐漸采用集中式電子電氣架構，同時整車控制器必須包含以太網、CANFD、多核芯片、雙核心、OTA等關鍵技術。
本文將首先介紹整車控制器與分布式和集中式2種電子電氣架構的關系，然后分別介紹了新型整車控制器的關鍵技術，對技術內容進行了分析，提出了未來發展趨勢并進行了展望。
1. 整車控制器與電子電氣架構
1.1 整車控制器與分布式電子電氣架構
在以往的芯片能力前提下，受到計算能力及通信能力的限制，整車控制器無法集成所有的車輛控制軟件，即使是新能源部件控制相關的軟件也無法全部集成。這決定了整車控制器只能作為分布式電子電氣架構中的一員，但是這種關系限制了功能變更及擴展。
在分布式電子電氣架構中，一項整車層級的功能由多個控制器配合完成。某項功能的實現可能需要幾個或十幾個控制器相互配合，并且這些控制器可能分布在整車不同的網絡中(圖1)。
圖1 整車控制器在分布式電子電氣架構中的位置
整個交互過程與時間配合異常復雜。整車普遍有100余個控制器，幾百項整車級功能，功能與控制器本身的物理連接交織成一個巨大而復雜的網，非常不利于模塊化設計與擴展。在這種情況下，增加一個新功能，需要在上述的復雜功能網絡上考慮各部分相關性，并對大量的控制器軟件進行修改及測試。
展開 純電動汽車整車控制器原理及功能解析
整車控制器是電動汽車正常行駛的控制中樞，是整車控制系統的核心部件，是純電動汽車的正常行駛、再生制動能量回收、故障診斷處理和車輛狀態監視等功能的主要控制部件。
整車控制器包括硬件和軟件兩大組成部分，它的核心軟件和程序一般由生產廠商研發，而汽車零部件供應商能夠提供整車控制器硬件和底層驅動程序。現階段國外對純電動汽車整車控制器的研究主要集中在以輪轂電機驅動的純電動汽車。對于只有一個電機的純電動汽車通常不配備整車控制器，而是利用電機控制器進行整車控制。國外很多大企業都能夠提供成熟的整車控制器方案，如大陸、博世、德爾福等。
1. 整車控制器組成與原理
純電動汽車整車控制系統主要分為集中式控制和分布式控制兩種方案。
集中式控制系統的基本思想是整車控制器獨自完成對輸入信號的采集，并根據控制策略對數據進行分析和處理，然后直接對各執行機構發出控制指令，驅動純電動汽車的正常行駛。集中式控制系統的優點是處理集中、響應快和成本低；缺點是電路復雜，并且不易散熱。
分布式控制系統的基本思想是整車控制器采集一些駕駛員信號，同時通過CAN總線與電機控制器和電池管理系統通信，電機控制器和電池管理系統分別將各自采集的整車信號通過CAN總線傳遞給整車控制器。整車控制器根據整車信息，并結合控制策略對數據進行分析和處理，電機控制器和電池管理系統收到控制指令后，根據電機和電池當前的狀態信息，控制電機運轉和電池放電。分布式控制系統的優點是模塊化和復雜度低；缺點是成本相對較高。
展開 高階整車域控制器的詳細設計方案
隨著智能駕駛技術對于整車智能化程度要求的不斷提升，對其整車的控制能力要求也大幅提升，這一過程推動整車電子電器架構逐漸從分布式架構向集中式專用域控制器架構進行不斷演進和發展，以便提供更加高速、安全、可靠的電子架構。這一過程中，不僅要求智能駕駛功能能夠運行在具有高性能軟件到硬件集成的專用中央域控制器上，同時也要求整車控制這塊也需要運行于穩定性、可靠性極高的中央與控制器上，這樣的中央域控制器不僅需要充當對于整個車身控制的終端，也需要執行包含中央網關、動力、底盤等各域的綜合控制系統端。這也是實現后續作為面向服務開發的前置條件。
本文將針對整車中央域控單元VDC從硬件、軟件設計兩個方面進行詳細的方案設計介紹，以方便對整體控制能力進行詳述。
1.整車域控硬件設計方案介紹
整車域控VDC的設計包含整機設計，具體硬件方案，視頻輸入/輸出，通信鏈路、供電終端、存儲終端。
1、硬件總體設計
從整個整車域控設計思路上講，需要考慮MCU和MPU在整車域控中需要達到一定的功能安全等級前提下，滿足對整車域控的控制能力輸出。此外，設置通用接口GPIO用于對整車其他域控的輸出指令控制（如油門開度、制動開關、輸入喚醒、輸出喚醒等）。設置CAN、ETH、LIN接口用于通信連接分別傳輸不同的數據類型；設置基礎時鐘晶振用于上下電時鐘同步；設置雙路供電電源用于考慮整車域控整體不會因為供電故障導致的失效。
從上圖可以看出，整車域控從功能角度上講就是一個多維度的準集中式中央處理單元，不僅需要執行包含低階行泊車控制功能，還需要執行對整個底盤系統的整體控制，同時也需要承擔中央網關的通信路由轉發等功能。
展開 一文梳理整車域控制器的經典五域
來源：智駕最前沿
講到這個問題先講講，什么是域控制器。域控制器的概念是伴隨著整車電子電器架構的發展演變而來的。由于整車電子電器的日益復雜，傳統的分布式架構已經無法滿足日益增長的計算需求，也導致冗長的線束。
根據 2017年德國博世公布其在整車電子電氣架構方面的戰略圖，博世將整車電子電氣架構的發展分為三大類，分別是模塊化和集成化架構方案（分布式）、集中式域融合架構方案和車載電腦云計算架構方案。
目前市面上大多數車型的架構方案都位于模塊化和集成化架構方案，而特斯拉重新劃分了“域”的概念，打破了功能與功能之間的壁壘劃分和傳統整車架構設計的思維，搭載車載電腦，直接跨入車載電腦和區域導向架構。
電子電氣(EEA)架構技術戰略圖
核心：以博世經典的五域分類拆分整車為動力域（安全）、底盤域（車輛運動）、座艙域/智能信息域（娛樂信息）、自動駕駛域（輔助駕駛）和車身域（車身電子），這五大域控制模塊較為完備的集成了L3及以上級別自動駕駛車輛的所有控制功能。
1.動力域（安全）
動力域控制器是一種智能化的動力總成管理單元，借助 CAN/FLEXRAY 實現變速器管理、引擎管理、電池監控、交流發電機調節。其優勢在于為多種動力系統單元（內燃機、電動機\發電機、電池、變速箱）計算和分配扭矩、通過預判駕駛策略實現 CO2 減排、通信網關等，主要用于動力總成的優化與控制，同時兼具電氣智能故障診斷、智能節電、總線通信等功能。
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